丁二烯工藝設計資料

丁二烯工藝設計河北工業(yè)大學成人高等教育畢業(yè)設計說明書(論文)姓名：張?zhí)煨?學號：教學治理單位：河北工業(yè)大學連續(xù)教育學院大港教學站專業(yè)： 化學工程與工藝題目： 丁二烯工藝設計指導者： 沈堅評閱者：20239月20日畢業(yè)設計〔論文〕摘要丁二烯是一種具有廣泛用途的化工產品，其生產、制備的爭論進展了數十一種溶劑進展萃取的特別精餾來實現對C4餾分的分別。本設計以從碳四中抽提前世界上大規(guī)模工業(yè)化生產丁二烯-1，3〔ACN〕、二甲基甲酰胺法〔DMF〕N-甲基砒硌烷酮法〔BASF〕DMFDMF工藝、操作標準、物料衡算、廢物處理等發(fā)面進展了闡述。關鍵詞： 碳四 丁二烯 抽提 DMF目 錄\l“_TOC_250016“引言 1\l“_TOC_250015“工藝路線 1\l“_TOC_250014“生產的根本原理 1\l“_TOC_250013“2.2工藝路線的比照與選擇 2\l“_TOC_250012“2.3DMF法碳四抽提丁二烯裝置的特點 3\l“_TOC_250011“2.4物料衡算 4\l“_TOC_250010“2.5裝置工藝流程圖 5\l“_TOC_250009“2.6工藝流程說明 5\l“_TOC_250008“第一萃取精餾局部 5其次萃取精餾局部 8\l“_TOC_250007“丁二烯凈化局部 9\l“_TOC_250006“溶劑凈化局部 10\l“_TOC_250005“2.7工藝掌握 11\l“_TOC_250004“原料質量變化對產品的影響及調整方法 12\l“_TOC_250003“主要工藝條件的變化對產品質量的影響 13\l“_TOC_250002“結論 16\l“_TOC_250001“參考文獻 17\l“_TOC_250000“致謝 18引言原料[1,2]。C4C2、C3使分別變得更加困難，承受一般精餾方法在通常條件下將其分別是不行能的。為此C4分別[3-5]。工藝路線生產的根本原理-1，3有共沸物產生，這樣承受一般的精餾方法很難進展分別開，所以為了得到目標產品〔丁二烯〕就必需承受特別分別方法——萃取精餾。萃取精餾的原理就是：向被分別〔DMF〕，它的參加使得原來物料中各組分之間的相對揮發(fā)度發(fā)生明顯變化，從而使物料中難以用一般-2乙基乙炔和乙烯基乙炔等組分在其次萃取精餾塔分別出來。開。甲基乙炔和水等輕組分在第一精餾塔頂脫除，其次精餾塔則用于脫除在萃取精-2、丁二烯-1，2、乙基乙炔、碳五等重組分，塔頂得到產品丁二烯。2.2工藝路線的比照與選擇目前世界上大規(guī)模工業(yè)化生產丁二烯-1，3的方法主要有三種：乙腈法、二甲基甲酰胺法〔DMF〕N-甲基砒硌烷酮法〔BASF〕。對碳鋼腐蝕性也很小，同時乙腈粘度小，塔板效率較高，是一種較好的溶劑。乙腈比較穩(wěn)定，沸點低，能以與水的混合物的形式利用，使萃取精溜塔的操作溫度較低，便于防止丁二烯熱聚，且汽提塔可在較高壓力下操作，將粗丁二烯直接送往其次ACN別與正丁烷和丁二烯二聚物形成共沸物，使溶劑精制過程較為簡單，操作費用較高。DMF于其它溶劑，尤其對丁烷、丁烯、丁二烯具有高溶解度，溶劑選擇性高，分別效果比較經濟，具有根本投資少、分別效果好、能耗較低、產品收率高、產品純度高、溶劑易精制等特點，是一種較為先進的方法。其缺點是電耗較高，且工藝過程中使N-甲基砒硌烷酮的水解穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高，不會對裝置的任何部位產生腐蝕，全部設備均可用一般碳鋼制造，從而大大降低設備投資；N-甲基砒硌烷酮有較好的選擇性和溶解性，分別效果好；在常溫下其蒸汽壓BASFN-甲基砒硌烷酮無毒無害并能很簡潔地進展生物處理，其環(huán)保優(yōu)勢比較突出。綜合考慮各方因素，本設計選擇DMF法抽提丁二烯3DMF置之一，主要擔負著原料凈化的任務。它以裂解副產碳四為原料，以二甲基甲酰胺〔DMF〕為萃取劑，經過兩段萃取精餾、兩段一般精餾后，脫去碳四原料中的丁烷、SBS烯-1，3。裝置的技術來源及改進：DMF抽提丁二烯裝置是承受日本瑞翁公司4.5-1，3。抽提工藝具有分別效果好、能耗低、產品純度高、溶劑易精制等特點。，19791PPm。1987盾，增設了預汽提塔系統(tǒng)；199630%以上，同時也降低了產品能耗。1996溶劑熱量回收利用率，產品能耗降低了10%左右。2023DMF、提高液化氣質量，增設尾氣水洗塔〔DA-111〕，增加了溶劑回收利用率。副產碳四，其中丁二烯-1，345%--55%左右。產品為聚合級丁二烯，供本廠生產順丁橡膠、SBS、溶聚丁苯橡膠、聚丁二烯油等產品。DMF：DMF和精餾局部。萃取局部包括第一萃取精餾系統(tǒng)和其次萃取精餾系統(tǒng)，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精餾系統(tǒng)中脫除，乙烯基乙炔、一局部乙基乙炔等組分在其次萃取精餾系統(tǒng)中脫除；精餾局部包括丁二烯凈化和溶劑精制兩系統(tǒng)，除去其是將循環(huán)溶劑中的水分，二聚物等輕組分及焦油等重組分除去，保持循環(huán)溶劑的質量。2.4物料衡算取物料入方量為100000kg/h計算，操作中的回收率取95%的平均水平計算，則2750*95%*95%*95%=36652.8kg/h95%，那么丁烷丁烯的量=57432*95=54560kg/h；尾氣的量入 方出方入 方出方kg/hkg/h總收率%工程 工程設計值原質量回收質量實際碳四100000丁二烯450004275095%*95%*95%=85.7%丁烷丁574325456095%烯尾氣22982183.195%其它270256.595%2.5裝置工藝流程圖2-1二甲基甲酰胺抽提丁二烯流程圖1-第一萃取精餾塔；2-第一解吸塔；3-其次萃取精餾塔；4-丁二烯回收塔；5-其次解吸塔；6-脫輕組分塔；7-脫重組分塔；8-丁二烯壓縮機6工藝流程說明工藝大致分為以下四局部：第一萃取精餾局部其次萃取精餾局部直接精餾局部溶劑凈化局部其中前三局部系連續(xù)進料；前兩局部以DMF〔二甲基甲酰胺〕為萃取劑。原則化。第一萃取精餾局部1.0局部除去。這局部的設備有：再沸器、第一萃取精餾塔〔181塔板〕15C4〔FA-101〕，其蒸FA-301。C4〔DA-101A/B〕DMF40-51℃。塔頂的八0.39Mpa〔表壓〕以下，隨塔頂冷凝器的水溫而變化，操作溫度約為42℃。依據原料組成的變化，正確調整溶劑參加量和回流量，即可掌握丁二烯的損失量和塔底釜液的組成。。由塔頂局部餾出的丁烷—丁烯餾分送廠外MTBE能使回流和溶劑充分混合，而不至于分為兩相的要求設計而成。GPB藝，第一萃取精餾塔底的順丁烯—22.5%，反丁烯—20.05%。塔底釜液中混雜的順丁烯—2〔DA-107〕中脫除，但是反丁烯—22—2精餾塔中脫除，剩余的順丁烯—2工業(yè)氣相色譜儀用于分析第一萃取精餾塔塔頂餾分組分，以便確定塔的正常操作條件。8680℃左右，再在第一萃取精餾塔第一再沸器〔EA-103〕中為汽提塔最終在第一萃取精餾塔其次再沸器〔EA-104〕中為145℃以下。在此條件下，溶解在溶劑中的丁二烯比原料中的丁二烯GB-101第一萃取精餾塔塔底，以保持丁烷—丁烯餾分與DA-101A/B塔底釜液的物料平衡。163℃，即溶劑在該狀態(tài)下的沸點。第一萃取精餾塔塔底的富溶劑借壓差〔不用泵〕流入第一汽提塔，將烴類〔主要是丁二烯和易溶組分〕從溶劑中汽提出去。汽提氣中的烴類經過兩臺串聯的冷凝40℃。在第一冷凝器〔EA-105〕中以蒸汽冷凝液為介質將烴類的顯熱和溶劑的冷凝熱回收。烴類在其次冷凝器〔EA-106〕中為冷卻水進一85℃40℃。局部〔DA-108〕脫除其水、丁二烯二聚物等低沸點雜質。第一汽提塔塔釜排出的熱溶劑，其熱能首先作為第一萃取精餾塔溶劑再沸器〔EA-103〕的熱源，其次才作為其次精餾塔溶劑再沸器〔EA-128〕和原料蒸發(fā)器〔EA-101〕以及第一精餾塔再沸器〔EA－117〕的熱源加以回收。冷卻的烴類經丁二烯氣體壓縮機〔GB-101〕壓縮后送往其次萃取精餾塔〔DA-103〕，其中一局部如前所述返回第一萃取精餾塔塔底。在使用兩段螺桿壓縮以下；以免丁二烯聚合。出于同樣理由，排出0.6MPa〔DA-110〕投入使用時，原先第一萃取精餾塔〔DA-101b〕塔底〔DMF+烴〕借助壓DA－102預汽提塔正常狀況塔壓掌握在0.35MPa〔G〕塔頂溫度掌握在50－55℃其次萃取精餾局部這局部的設備有：裝有62塊塔板的其次萃取精餾塔〔DA-103〕；裝有11塊塔板的丁二烯回收塔〔DA-104〕和裝有20塊塔板的其次汽提塔〔DA-105〕DMF如乙烯基乙炔、乙基乙炔、丁二烯－1，2、C5烴以及甲基乙炔。－1，3在這局部脫除，而是送往下一步的精餾局部。－2前應將前者完全脫除。所幸乙烯基乙炔能在其次萃取精餾局部輕易脫除。乙基乙GPB起脫除，剩余易溶組分則在精餾局部輕而易舉的脫除。〔DA-103〕1110與第一萃取精餾局部的作用一樣。EA-109135℃0.35MPa〔表壓〕DA-103，在其塔釜排出的溶劑中仍含有相當量的丁二烯。因此應將溶劑送于稍高于常壓下操作的丁二烯回收塔〔DA-EA－110DA-103DA-104DA-104。塔頂餾出物主要含有丁二烯－1，3氣體，返回壓縮機一段入口后，經壓縮機再送往其次萃取精餾塔。丁二烯回收塔塔釜的溶劑用泵送至其次汽提塔〔DA-105〕10〔EA-115〕的熱能由蒸汽供給，塔底溶劑用泵送出供循環(huán)使用。將稀釋的餾出氣送往液化氣站。此塔頂的9塊塔板用于回收餾出物中的DMF。此外，其次汽提塔回流液中含DMF低的物質。丁二烯凈化局部C4中仍含有與丁二烯－1，31.085〔DA-107〕中即可脫除。由于從其次萃取塔采出的粗丁二烯中含有微量的二甲胺，因此增設了洗胺塔EA-130DA-106DA-1090.5MPa〔G〕35-50℃。0.42MPa〔G〕以C4DA－105精餾塔。C440－60PPm10PPm一精餾塔回流罐〔FA-105〕1200PPm〔DA-107〕用于脫除未能在第一和其次萃取精餾局部脫除的順2、丁二烯－1，2C5塔頂餾出物經冷凝后作為回流和產品丁二烯，后者經產品丁二烯冷卻器〔EA-再行冷卻。在進入其次精餾塔回流冷凝器〔EA-118b、c〕之前，應在塔頂餾出物中參加阻聚劑〔TBC〕C4、C5〔EA-EA－301FA－301DA-107〔EA-119〕應使用從各STC〔蒸汽疏水冷凝水〕，EA—105的熱以及通向通向蒸汽凝液噴射器〔EE-101〕的蒸汽。溶劑凈化局部DMF此凈化。因此，溶劑是否要經過高沸物和低沸物的脫除或只是經過其中之一，視溶劑所含雜質而定。這些溶劑通常是為以下幾類：〔EA-124A/B〕脫除高沸物。約為萃取精餾用的循環(huán)溶劑0.5％。0.7％〔體積〕，從第一、二汽提塔回流中抽出。通過上述兩種再生過程?！睩A-112〕收集的溶劑。必要時，其次汽提塔頂冷凝液可送往溶劑精制塔。30〔FA-107〕中分別為油〔二聚物〕和水，其中水排罐〔FA-110〕作為泵的密封溶劑。DMF后，日久則焦油富集，當停頓將其排入再生釜時，以間歇蒸餾方式就可以將其回收?！睩B-101〕用作循環(huán)溶劑。焦油則排入桶中。7工藝掌握抽提裝置產品丁二烯質量指標：丁二烯-1.3純度≥99.5%、、水值≤20PPm、

2-4產品不合格表現及處理方法產品產品名稱烯不合格表現原因消除方法純度＜99.5%反丁烯-2含量高順丁烯-2含量高增加DA-101b壓縮機返回量增加DA-101b壓縮機返回量加大DA-107塔回流量加大DA-107釜液排放總炔＞20PPm 乙基乙炔含量高 加強其次萃取塔的操作增大DA-107塔釜排放量5PPm

DA-103塔萃取效果不好 加強其次萃取塔的操作，適當調整溶劑、回流量20PPm

DA-102、DA-105、DA-108塔釜溫低，解析不干凈回流量缺乏物料停留時間短

量，保證塔釜溫度加強DA-106排水，增加排水頻次適當增大回流量時間進料中夾帶游離水 穩(wěn)定洗胺塔操作，降低烯水DA-106塔胺值＞1PPm 塔烯水界面過低DA-106塔

塔烯水界面物料經DA-109塔洗胺后再進DA-106原料質量變化對產品的影響及調整方法碳四中的丁二烯-1,3、EA、VA、順丁烯-2、反丁烯-2質量都有肯定的影響，調整不準時就會影響產品的純度及炔烴含量。丁二烯-1,3、返回量、第一萃取塔溶劑量、其次精餾塔回流量和塔釜排放量來保證產品質量。劑量、適當調整其次萃取塔回流量、降低丁二烯回收塔溫度、增大其次精餾塔塔釜排放量來調整產品質量。主要工藝條件的變化對產品質量的影響〔DA-101〕：壓縮機返回量的減小和溶劑量的增大，都會使其次萃失增加?！睤A-102〕：通過調整塔底蒸汽量來調整回流量。正常生產時，回120℃，否則，將難以保證將溶劑中的碳四解析干凈，使產品中的炔烴超標，〔DA-103〕：塔釜溫度過高、溶解量或回流量缺乏，都會使產品中的炔烴特別是乙烯基乙炔超標；反之，溶劑量、回流量過大，又會使產品能耗升高?！睤A-104〕：塔釜溫度低，丁二烯損失大；反之，可使丁二烯損失減小，但對其次萃取塔脫炔帶來壓力?！睤A-106〕：塔釜加熱量缺乏，會使回流量達不到要求，產品水值無法保證。其次一般精流塔〔DA-107〕：回流量缺乏、塔釜排放量小，會使產品純度降〔EA〕上升；回流量大，產品能耗將上升；塔釜排放量大，丁二烯損失將增大。

2-5生產掌握及分析試驗一覽表序序號分析工程掌握指標采樣地點分析方法分析規(guī)程分析頻率分析單位備注1碳四C3≤0.5%FA-101頂部Q/SHYS·S05·D118次/天原料C5≤0.5%出氣管-2023總碳四≥99.0%2丁二烯-1.3＜0.5%DA-101塔頂餾出管Q/SHYS·S05·D11-20234次/天餾分3DA-順丁烯-2≤2.50%EA-105出口Q/SHYS·S05·D114次/天102反丁烯-2≤0.15%餾出管-2023塔頂檢驗4DA-乙烯基乙炔≤DA-103塔頂Q/SHYS·S05·D124次/天中1035PPm氣體餾出管-2023心塔頂5DA-乙烯基乙炔≤40%FA-108罐尾Q/SHYS·S05·D114次/天105丁二烯-1.3≤70%氣排放管-2023塔頂6DA-甲基乙炔≤45%DA-106塔頂Q/SHYS·S05·D114次/天106丁二烯-1.3≤80%氣體排出管-2023塔頂分析單位7 DA-純度≥99.5%EA-120Q/SHYS·S05·D128次/天檢107炔烴≤20出口管線-2023驗塔頂〔其中Q/SHYS·S05·D12中VA≤5PPm〕-2023心水值≤20PPmQ/SHYS·S05·D13胺值≤1PPm-2023Q/SHYS·S05·D03-20238 DA-107DA-107塔底管線Q/SHYS·S05·D11-20234次/天塔底9 DA-DMF≤1.00%DA-108塔頂Q/SHYS·S05·D074次/天108(排水時≤0.5%)回流管線-2023塔頂10 循環(huán)糠醛+3-5%GA-101泵糠醛:1次/天溶劑水≤500PPm出口管線Q/SHYS·S05·D05-2023焦油:Q/SHYS·S05·D06-2023水:Q/SHYS·S05·D09-2023結論依據以上設計內容，本設計從碳四抽提丁二烯的原理、方法、步驟、工藝設可行的特點。設計所產的丁二烯符合國家關于工業(yè)用丁二烯的有關規(guī)定。出版社，2023軟件工程課程設計案例教程，南京信息工程大學圖書館TP311.5/246[J].2023,34(5):405-409.Genomatica1;4-丁二醇/丁二烯工業(yè)化進[J][J].石油化工技術與經濟,2023,27(5):56-56.廖麗華,李東風,程建民.DMF萃取精餾法分別丁二烯的工藝流程模擬[J].化學工業(yè)與工程技術,2023,31(4):1-4.陳樂.含DMF染料廢水的預處理試驗爭論[D].南京師范大學,2023.各組分的摩爾分數,溫度和氣液流量的分布[J].合成橡膠工業(yè),2023,28(5):325-330.化工過程設計[M].西北工業(yè)大學出版社,2023.石油化工設計手冊[M].化學工業(yè)出版社,2023.化工設計[M].化學工業(yè)出版社,2023.致謝在此，謹向沈教師致以最崇高的敬意和深深的感謝。誠意感謝在百忙之中評閱論文和參與辯論的各位專家、教授。河北工業(yè)大學成人高等教育2023級學生畢業(yè)設計(論文)前期工作材料學生姓名：張?zhí)煨?學號：教學治理單位：河北工業(yè)大學連續(xù)教育學院大港教學站專 業(yè)：化學工程與工藝丁二烯工藝設計指導教師:沈堅材料目錄序號序號名稱數量備注1畢業(yè)設計(論文)選題、審題表12畢業(yè)設計(論文)任務書13畢業(yè)設計〔論文〕中期檢查表12023年9 月河北工業(yè)大學成人高等教育2023 級學生畢業(yè)設計〔論文〕選題、審題表專業(yè)

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選 姓名題教 師 職務

正高 副高 中級申報課題名稱課題性質 A B C D E

課題來源 A B C D課題簡介)要 求的條件〕課題估量

大 適中 小 課題估量難易程度

難 一般 易 是否 是否軍工課題教學治理單位意見：負責人(簽名)： 年月日〔論文〕課題申報時專用，由選題教師填寫，經所在專業(yè)有關人員爭論，負責人簽名后生效;有關內容的填寫見反面的填表說明，并在表中相應欄內打“√”；課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計〔論文〕資料袋”中存檔。論文〕時選擇使用，如同一課題22名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)分〔加副標題〕，并且在“設計〔論文〕要求”一欄中加以表達?！罢n題性質”一欄：A．工程設計；D．文獻型綜述；E．其它。“課題來源”一欄：B．企、事業(yè)單位托付課題；C．校、院〔系〕級基金課題；D．自擬課題?！罢n題簡介”一欄：主要指爭論設計該課題的背景介紹及目的、意義。設計〔論文〕要求〔包括應具備的條件〕”一欄：“條件”指從事該課題必需應具備的根本條件(如儀器設備、場地、文獻資料等)。河北工業(yè)大學成人高等教育畢業(yè)設計〔論文〕任務書河北工業(yè)大學連續(xù)教育學院大港教學站專 業(yè)：化學工程與工藝學生姓名:張?zhí)煨?學號:設計(論文)題目丁二烯工藝設計指導教師:沈堅發(fā)任務書日期:2023 年9月20日任務書填寫要求畢業(yè)設計〔論文〕任務書由指導教師依據各課題的具體狀況填寫，經負責人簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計〔論文〕開頭前一周內填好并發(fā)給學生；任務書內容必需按連續(xù)教育學院統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，不得任憑涂改或潦草書寫，制止打印在